PROTECOWIRE线型感温火灾探测器应用的研究报告

PROTECOWIRE线型感温火灾探测器应用的

研究报告

概述

1前言

火灾是造成人员伤害和财产损失的重大灾害之一，随着建筑物向

高层发展，自动化技术的广泛应用，各种电气设施的增加，更增加了发生火灾的危险性。据有关报道统计，目前种类火灾在美国最多时达到5300次/天，英国为800次/天，中国为500次/天。火灾给人类带来的损失是触目惊心的。

各国各地区都相继制定了日趋严格的消防法规，对建筑工程的消防要求也更为严格。当前舰船、采油平台、石化企业、电厂电站、煤矿、自控中心建筑、宾馆饭店、地下建筑、隧道地铁等都需要火灾监测自动报警装置，以利于灭火、报警、照明、通信等。

我国对建筑物等方面的防火安全和消防救生也相当重视，目前国家已颁布的各种工程设计规范中均有关于防火设计的规定，如GBJ 167《建筑设计防火规范》、GB50217《电力工程电缆设计规范》等等。

随着消防规范的不断完善，火灾智能报警系统将得到越来越广泛的应用。2电子感应式火灾报警器的不足

传统的火灾自动报警系统装置中一般采用电子感应式探测器，但

该类火灾报警产品存在下列不足：

1）火灾报警产品及系统价格昂贵，整个系统施工、维护技术要求高；

2）产品质量及稳定性有待进一步提高，特别是存在静电效应引进的场效应管击穿问题；另外，产品防潮性能低，对环境的湿度要求相应较高；

3）电子感应器（主要是烟感器）的密封性能差，这是该类产品无法

克服的设计缺陷，以致经常因灰尘或蚊虫进入而误报警。调查及统计表明，烟感器及系统的误报警率较高，原因不明的报警率多达30% ；4）电子感应式产品的灵敏度问题也不容忽视，生产厂家往往将灵敏度调得过高，使得产品产生不必要的报警干扰，不能与自动灭火系统联动。

3火灾感温报警电缆的特点

针对火灾报警产品的现状，研发具有报警功能的新型产品的课题的核心思路是在电缆内设置热敏绝缘绞合线芯，一改过去的电子感应式或记忆合金式探测器的设计方案，而是根据电线电缆的特点，将热敏绝缘材料与弹性导体相结合，可探测到沿其长度范围内任一点的超温，达到火灾感温报警的功效，该产品应能弥补电子报警产品的不足，能适应特殊环境，并具有如下特点：

1）采用热敏绝缘进行感温报警，能降低报警系统工程成本；产品的报警温度不

受环境影响，也不因使用时间的长短而变化；产品在监油状态只需提供报警信号电平，具有零功耗的优点。

2）适合于工程的特殊环境要求（如多粉尘、湿度大及易腐蚀等恶劣环境），具有较强的抗干扰能力。

3）产品任一点都具有感温报警性能，能有效防止火势蔓延。

4）安装和连接简便，内部钢芯导线可有效防止机械损伤。维护方便，火灾报警后仅需将已发生报警的作用的电缆切去，更换成同温度等级的报警电缆即可。

5）该产品信号采集精度高，报警控制器功能结构变换灵活。

6）不同温度等级的感温电缆可在同一探测回路中使用。

7）当本产品的绝缘材料确定后，报警温度也就固定了，无须进行报警温度及灵敏度的调节。

缆式线型感温电缆是PROTECOWIRE型定温火灾探测器的温度检测元件，它由两根分别挤塑负温度系数热敏绝缘材料的钢芯导线绞合而成，能够对沿着其安装长度范围内任意一点的温度变化进行探测。负温度系数热敏绝缘材料是这样一种特殊材料，温度上升时，感温电缆线芯之间的电阻减少。当温度上升至响应值，感温电缆线芯

的热敏绝缘材料熔化，导体相互接触短路就会产生报警信号。根据安装场所的不同，用不同的塑料外护套将感温电缆封装，为提高产品的电磁兼容性和爆炸场所的安全需要，在感温电缆的外面可以编织金属护套。

PROTECOWIRE型定温火灾探测器自推出以来，由于具有良好的环境适应

性，能够近距离或贴近保护，在各种潮湿、污染、粉尘的消防探测场所能够高可靠地工作，所以被广泛地应用在计算机房、仓库、货场、电缆隧道、车辆隧道、油气输送管道、油罐、变压器、皮带输送机及机车、配电盘等消防探测场所。PROTECOWIRE型定温火灾探测器的功用已经在发电厂、煤矿、钢铁公司等领域的电缆火灾实战中得到成功的确认，并越来越多地推广在石化、电力输变送、交通、储运、餐饮等各行各业。

PROTECOWIRE型定温火灾探测器的应用应遵循国家消防规范、标准和当地消防主管部门颁发技术准则，本手册的编排也是遵循这一基本原则，并尽量保持其实时有效性。另一方面现行规范对该产品的某些高危险的特殊场所还没有详细的描述，本手册在生产商多年的应用研究基础上提供了一个参考的安装指导。但规范、标准都是不断发展的，所以生产商建议使用该产品的各方应与当地消防主管部门协商，并与其保持一致，满足现行标准和规范的要求。

线型定温火灾探测器

PROTECOWIRE型定温火灾探测器具有数字式报警位置显示功

能，能够直接显示感温电缆上报警点位置距离，方便系统的维护和检修。

2．1 线型定温火灾探测器组成

PROTECOWIRE型定温火灾探测器由缆式线型感温电缆、缆式接口模块、缆式终端模块组成。

2．2 缆式线型感温电缆主要技术参数

?报警温度等级（°C）：68、88、105、138、180

?感温电缆外径（mr） : 3.6 s4.0（普通型）

?重量（kg/100m）:约 1.5

?环境最低温度（C）：-40

2．3 线型感温电缆的结构

PROTECOWIRE型感温电缆的结构如图1所示，由两根分别用热敏聚合物作为绝缘材料、用弹性钢丝作为线芯的钢导线相互绞合而成，并缠绕保护聚酯带，然后根据环境挤塑相适应的外护套。形成一根外观和普通电线相似的特殊电缆。PROTECOWIRE型感温电缆根据不同的应用环境分成四类，每种类型都由不同的护套进行区别，分别适应各种应用场合。

图1 PROTECOWIRE型感温电缆结构图

普通型：外护套为PVC材料，一般建筑、工商企业场所都适用，具有比较好的柔韧性，能够满足防潮和抗一般化学腐蚀的要求。

户外型（W ：在普通型的基础上再挤塑一层尼龙外套，具有优异的抗老化和耐磨损的特性，特别适用于传送带和腐蚀性化学药品仓库，以及室外电缆廊道和电缆桥架。

屏蔽型（P）:在感温电缆的护套中增加一层金属屏蔽层，并将其可靠接地，可以提高其电磁兼容性能，增强了系统的稳定性，适用于高电压高电磁辐射的场所，如高压阻抗设备、动力控制设备、变压器等。

防爆型（B）:在普通型的最外层编织金属丝，形成具有一定密度的金属屏蔽网，并将其接入大地，即为本安型防爆电子产品，可以应用在一般爆炸危险场所。

PROTECOWI线型感温电缆根据其动作温度等级分别设置不同的

区分颜色，其应用场所的最高温度不宜超过表1数据。

2.4线型感温电缆火灾探测的特点

PROTECOWIRE型感温电缆是固定温度的火灾敏感元件，所以也称为开关量探测器。能够在其敷设整个长度范围内任何一点连续进行火灾探测，而不是将一定长度加热才能发出火警信号。因此当其长度范围内任一点发生超温现象，就可以触发火灾报警，并能够显示火灾发生点距离起点的距离。该距离指感温电缆的长度，由于感温电缆经常曲线附设，所以不是保护场所的直线距离。

PROTECOWI线型感温电缆具有线型火灾探测器所固有的所有优点，探测范围大，灵敏性高，特别是具有优越的环境干扰抵御能力，

在湿度大、粉尘大、腐蚀性强的环境下仍然可靠地工作，广泛应用在各种工业环境中。

线型定温火灾探测器的应用

PROTECOWI线型定温火灾探测器在实际应用中应遵循以下几个

基本原则：

（1）选用动作温度等级时不仅要考虑反应灵敏度，还要考虑环境温度对线型定温火灾探测器的影响，特别是热源附近突然短时高温可能对线型定温火灾探测器的影响，以避免误报。根据环境温度选择动作温度等级可以参考表1。

（2）针对不同场所选择不同护套，能有效减小环境对线型定温火灾探测器的伤害，提高系统火灾探测的可靠性，延长线型定温火灾探测器的使用寿

命。

（3）感温电缆的使用长度原则上是按线芯阻抗的大小来决定，大约每 2 米双绞线的电阻为 1 欧姆。但根据防火分区的设置大小，其长度是有限制的，必须满足相关设计规范的要求。一般规定其长度不超过200 米。

（4）当使用其他厂家的控制器，应通过缆式接口模块和终端模

块经其输入模块转接，并单独提供DC24V电源。

（5）在感温电缆安装过程中避免让不必要机械压力作用在感温电缆上，否则过度挤压会对它造成损伤。这种损伤结果可能不会马上呈现或从感温电缆的外表看出来，但是将可能引起随之而来的误报。因此在安装期间不要将其在地上拖拉摩擦、用脚踩或将重物压在上面，也不要将感温电缆拉的过直，在两个紧固件之间有些下垂是正常的。同时不要将紧固件压得太紧，因为可能压裂外套或挤压内部的绝缘体而引起不必要的麻烦。

(6)感温电缆可以采用直线悬挂、缠绕式或正弦波式附设，为提高探测灵敏度，推荐使用直接接触式安装，但如果保护对象经常检修，则建议使用悬挂方式。布线时必须是连续无抽头、无分支的连续布线。

(7)感温电缆最小弯曲半径为100 毫米，不得硬性折弯或扭曲。

(8)探测器必须保存在环境温度为-10~40C，相对湿度不大于75%的通风室内。

( 9)线型定温火灾探测器安装前用兆欧表测量电缆各芯之间的

绝缘状态。若阻值》500MQ，证明探测器未被破坏，可以安全使用。安装时在末端预留2~3mi式验长度，试验后，应将试验部分剪切去掉。

( 10)为保持感温电缆灵敏度，不要喷涂感温电缆，也不要在感温电缆上

覆盖他物。

3．1 电缆桥架中的应用

PROTECOWIRE型定温火灾探测器安装在电缆隧道、电缆夹层、配电站的电缆桥架或支架上时，宜以正弦波方式敷设于所有被保护的

动力电缆或控制电缆的外护套上面，尽可能采用接触安装，但检修增加而需保护的电缆必须放置在感温电缆的下面。具体安装方法参照图2,固定卡具选用阻燃塑料卡具。此时，敷设线型定温火灾探测

器的设计长度按表2确定。

当必须经常更换电缆的桥架可以使用悬挂的方式安装，参照图3所示。当桥架宽度小于600mn时，可以悬挂一根感温电缆，当桥架宽度大于或等

于600mm时，应悬挂两根以上感温电缆。悬挂高度距离桥架150~200mm每隔2m 左右应进行固定。或者先拉一根钢丝，感温电缆固定在钢丝之上，这样不影响工作人员对电缆的维护。

图3线型定温火灾探测器悬挂敷设方式

3. 2在传送带上应用

线型定温火灾探测器应用在传送带上时，应选用耐磨护套。当传

送带宽度不超过0.4米的条件下，用一根和线型定温火灾探测器来保

护，单根长度不宜超过80米。线型定温火灾探测器应是直接固定于

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图2线型定温火灾探测器正弦波敷设方式

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距离传送带中心正上方不大于 2.3米,并且与传送带在一个平面或平行的构件上，使其起到热收集器的作用。固定可以用一根吊线，每

隔4~6米用一个紧固件来固定吊线，也可以借助于现场原有的固定物。为防止线型定温火灾探测器下落，每隔2米用一个卡具将线型定温火灾探测器和吊线卡紧，吊线的材料宜用①2不锈钢丝，在条件

不具备时也可用镀锌钢丝来代替，安装方法参照图 4.1。

图4.1线型定温火灾探测器在传送带上直线敷设

当传送带宽度超过0.4米，建议将线型定温火灾探测器安装于靠近传送带的两侧，可将线型定温火灾探测器通过导热板和滚珠轴承连接起来以探测由于轴承磨擦和粉尘积累引起的过热，如图4.2所示。或者如图4.3所示，于两侧的角铁支架上，角铁支架将起到热收集器和支撑的作用。必要时，如果火灾危险系数较大，可以在传送

带上方和两侧同时附设线型定温火灾探测器。

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图4.2传送带上两侧魏设

图42传送带上两侧上部敷设

3. 3在仓库等建筑物中的应用

建筑物内的典型应用是天花板下和货架上的安装。在天花板下敷设线型定温火灾探测器时，其距顶棚不宜大于500m（—般在200~300mn内选择），与墙壁之间的距离约为2m，它宜以平行悬挂的形式敷设，平行线间的距离不宜超过4m感温电缆与地面的距离在3m为宜，不应超过9m与地面的距离大于3m时，感温电缆的间距应视情况缩小。在天花板下敷设线型定温火灾探测器如图5所示,

安装时可以和喷洒系统管道安装在一起。天花板下有梁时，可以参考GB50116-92《火灾自动报警系统施工及验收规范》中关于感温探头的安装方式

图5线型定温火灾探测器在天花板下敷设

如果感温电缆敷设在走廊，过道等长条形状建筑物时，宜用吊线 以直线方

式在中间敷设。吊线应有拉紧装置，每隔 2m 用固定卡具把 电缆固定在吊线

上。

在货架中应用时，可将感温电缆安装在天花板下，沿货架过道中 心线布

置，也可以和喷水灭火系统管道在一起附设， 同时将感温电缆 固定在竖立的通风道空间， 如图6所示。货架内有比较危险物品时， 感温电缆应安装在每一货架内，但不能影响货架的正常工作，以免存 取货物破坏感温电缆。高度大于

4.5m 的货架，为了更好探测低位火 灾，有必要在高度方向增加一层感温电缆， 如果有喷水灭火系统可以 和喷头层统一起来。

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图6线型定温火灾探测器在货架中应用

3. 4公路、铁路隧道中的应用

由于公路、铁路隧道大都位于偏远野外地区，长度都是以公里计算，一般探测器难以胜任，线型定温火灾探测器可以很好地担负该重任，典型应用是将感温电缆直接固定在隧道的顶部，可参考图7安装，在隧道内的电缆托架、设备间也可以安装感温电缆。隧道内每个防火分区不宜超过200m可设置1根或几根感温电缆，感温电缆可以直线敷设，也可以迂回平行敷设。

图7.1线型定温火灾探测器在隧道中安装

图7.2线型定温火灾探测器在隧道中安装截面图

3. 5安装于变压器、动力配电装置上

线型定温火灾探测器安装于动力控制盘上，可直接缠绕在保护对 象上，并

采用安全可靠的线绕扎结，使整个装置都得到保护，如图 8 所示。其它电气设备如变压 器、刀闸开关、主配电装置、电阻排等 在其周围温度不超过线型定温火灾探测器允许工作温度的条件下， 均 I E ----

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可采用同样的方法。对于大型油浸变压器，由于其热量主要集中在中上部，所以感温电缆应主要缠绕在变压器的上部，特别是升高座位

图8线型定温火灾探测器控制盘内敷设

3. 6冷却塔、灰尘收集器中的应用

线型定温火灾探测器安装于灰尘收集器或沉渣室、袋室、冷却塔等场所，安装方法可参照室内天花板下的方式，在靠近和接触安装时可参照电缆托架的安装方式，以不影响设备工作，尽量贴近保护对象发热部位为佳，必要时局部可以穿管保护。图9表示线型定温火灾探测器在灰尘收集器中的应用，通过角铁支架把线型定温火灾探测

定在灰尘收集器外壁内侧，底部和顶部同时保护，感温电缆从底部通过导管进到中心管道围绕一圈，再由导管到顶部内侧通过吊线围绕一圈。必要时，在电机或轴承部位可以围绕线型定温火灾探测器，以达到早期火灾探测的目的。

图9线型定温火灾探测器在灰尘收集器中的应用

3. 7石化油罐、气罐上的应用

石化油罐、气罐主要有固定罐和浮顶罐两种形式，线型定温火灾探测器应用在固定罐上可采用悬挂式或直接接触式安装，具体参考以上方法。一般都是大型罐，而且结构复杂，本手册主要介绍浮顶罐上线型定温火灾探测器的安装。如图10所示，感温电缆围绕在浮动顶盖密封圈周围安装，采用钢圈和专用固定夹来固定。感温电缆可

以安装在主管道密封和二级防水密封之间，也可以交替安装在泡沫围栏上，或则直接安装在二级防水密封上。考虑到浮动顶盖的上下移动，和导线的连接应采用可伸缩的连接电缆。由于该场所为防爆危险场所，除感温电缆应采用防爆式，还应使用可靠的安全栅。

图10浮顶罐感温电缆的安装示意图

缆式接口模块和终端模块

线型定温火灾探测器的接口部件由缆式接口模块和终端模块共

同组成，分别接至感温电缆的两端，主要完成对感温电缆整个长度范围内火灾温度信息进行电子处理，实时监视，并根据处理结果判断是正常还是火灾或故障信息，将其输出至火灾报警控制器。火灾和故障信号的输出方式为继电器型无源触点模式，两个信号分别独立输出，可靠性高，具有比较高的输出容量和很强的抗干扰能力。

4. 1接口模块和终端模块的功能特点

JTW-LD-SF100型线型定温火灾探测器缆式接口模块和终端模块根据功能的不同分为两种不同型号，下面分别进行介绍

4. 2 MJ01A智能缆式接口模块和MZ01A终端模块

MJ01A智能缆式接口模块和MZ01A终端模块和JTW-LD-SF100俚线型定温火灾探测器配套使用，具有独特的测距功能，能在接口模块上显示从感温电缆的起始点到报警点或短路点之间的距离，方便用户更精确的得到火场信息，有利于火情的迅速处理。

MJ01A智能缆式接口模块和MZ01A终端模块外接DC24V电源就以独立进行火灾的监测，然后通过火警继电器和故障继电器分别向控制系统送出信号，经普通输入输出模块转换后直接和火灾报警控制器通讯。MJ01A智能缆式接口模块和MZ01A终端模块可以和任何火灾报警控制器联结组成自动火灾报警系统。

4.2. 1 主要技术参数

(1)工作电压：DC20V ~DC24；

(2)静态监视电流：W 15mA

(3)火警、故障电流：W 20mA

(4)允许工作温度范围：—10C ~+ 50C；

( 5) 最大相对湿度：95％；

( 6) 指示方式：火警——红色指示灯；故障——黄色指示灯；距离——数码管显示；

( 7) 输出容量：DC24V/2A；